Teil 5: MOST für die Übertragung von Multimediadaten
Serielle Bussysteme im Automobil V
Fortsetzung des Artikels von Teil 2
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In Neuentwicklungen löst der INIC (Intelligent Network Interface Controller) den NIC ab. Während der INIC die Abwicklung der zeitkritischen Teile des Netzwerktreibers vom EHC übernimmt, läuft auf dem EHC nur noch ein relativ kleiner Teil des Netzwerktreibers, der im Wesentlichen einen Sockel für die Applikation darstellt. Die INICArchitektur entlastet somit den EHC. Zur Steuerung stellt der INIC dem EHC bzw. der MOST API („MOST Network Services“) mit der INIC API eine Schnittstelle zur Verfügung. Die Funktionen des INIC sind durch einen Funktionsblock (FBlock INIC) gekapselt.
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MOST Networking
MOST ermöglicht die Übertragung von kontinuierlichen Bitströmen (Bitstreaming) ohne Pufferung und unnötigen Overhead. Dazu speist ein ausgewiesenes MOST-Gerät (Timing Master) den MOST-Frame (Bild 4) mit einer festen Frequenz (44,1 kHz oder 48 kHz) in das üblicherweise optische Übertragungsmedium ein.
In einem MOST25-System stellt der MOST Frame 60 Streaming Channels zu je 8 bit (bzw. 15 Quadlets zu je 4 byte) zur Übertragung von kontinuierlichen Bitströmen zur Verfügung (Source Data Area). Die Übertragungsrate eines Streaming Channels ergibt sich entweder zu 352,8 kbit/s (44,1 kHz) oder zu 384 kbit/s (48 kHz).
Da die MOST-Geräte physikalisch zu einem Ring zusammengeschlossen sind, muss jeder MOST-Frame jedes MOST-Gerät mit der vom Timing Master vorgegeben Frequenz passieren. Sobald sich die entsprechenden Kommunikationspartner (Datenquelle und -senke) mit denselben Streaming Channels verbunden haben, beginnt das Bitstreaming (Bild 5).
Auf- und Abbau der Verbindung geschieht üblicherweise auf Anfrage durch den Funktionsblock Connection Master (CM; FblockID=0x03). Zu diesem Zweck stellt der CM die beiden Funktionen BuildSyncConnection und RemoveSyncConnection bereit.
Im Rahmen des Verbindungsaufbaus fordert der CM die entsprechende Datenquelle auf, zum Beispiel den TVTuner, sich die entsprechende Anzahl Streaming Channels beim Timing Master allokieren zu lassen. Denn der Timing Master ist für die Verwaltung der „Channel Resource Allocation Table“ zuständig. Die Adressen der allokierten Streaming Channels gibt der CM der Datensenke, zum Beispiel Display, weiter, damit sich diese mit den Streaming Channels verbinden kann. Zum Abschluss aktualisiert der CM die „Sync Connection Table“, über die er sämtliche synchronen Verbindungen verwaltet. Der Abbau funktioniert nach dem gleichen Schema.
Um auch Datenpakete übertragen zu können, hat der Anwender die Möglichkeit, die Anzahl der Streaming Channels mittels Boundary Descriptor bis auf 24 (sechs Quadlets) zu verringern. Denn alle Streaming Channels, die nicht für das Bitstreaming reserviert sind, werden zum Packet Channel zusammengefasst. Während bei 44,1 kHz eine maximale Übertragungsrate von bis zu 12,7 Mbit/s möglich ist, erreicht man bei 48 kHz eine maximale Übertragungsrate von bis zu 13,8 Mbit/s. Verwaltet wird der Boundary Descriptor vom Funktionsblock Network Master (FBlockID= 0x02). Über die Funktion Boundary (FktId=0xA03) lässt sich dieser setzen.
Zur Übertragung von Datenpaketen kommt ein Schicht-2-Protokoll zum Einsatz. Der Frame setzt sich aus dem Arbitrierungsfeld, der Quell- und Zieladresse, dem Data Length Code, dem Datenfeld (48 oder 1014 byte) und der Datensicherung zusammen. Ein im Ring zirkulierender Token regelt den Buszugriff. Jenes MOST-Gerät, welches den Token vom Ring nimmt, darf auf den Packet Channel zugreifen.
Schließlich muss das MOST-System die zur Verwaltung und Steuerung notwendigen MOST-Kommandos übertragen. Dazu kommen Control Messages (Bild 6) zum Einsatz, die im Control Channel übertragen werden. Zur Übertragung einer Control Message sind 16 MOST-Frames (MOST-Block) erforderlich. Die Übertragungsrate beträgt bei 44,1 kHz 705,6 kbit/s und bei 48 kHz 768 kbit/s. Auch der Übertragung der Control Messages liegt ein Schicht-2-Protokoll zugrunde. Der Buszugriff erfolgt mittels CSMA-Verfahren (Carrier Sense Multiple Access).
Ein MOST-Gerät gliedert sich in eine Funktions- und in eine Netzwerkebene (MOST Network Interface). Auf der Funktionsebene sind die Infotainment-Funktionen als Funktionsblöcke (Function Blocks) untergebracht. Jeder Funktionsblock wie etwa der „Audio Disk Player“ stellt dem MOST-Netzwerk einen dedizierten Satz von Funktionen (z.B. Track Position) zur Verfügung, auf die mittels Operation Types (z.B. Set zum Setzen eines Tracks, oder SetGet zum Setzen und Lesen eines Tracks) zugegriffen werden können (Bild 1).
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- Entwicklung, Test und Analyse von MOST-Systemen
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